(57)【要約】【課題】アプリケーションの処理能力に応じて変調方式を決定し、無線通信装置およびネットワークの負荷を低減させること。【解決手段】携帯電話機１は、データレートが異なる複数の変調方式から１つを選択して基地局からデータの受信を行う無線通信装置であって、アプリケーションを実行するアプリケーション部４０と、アプリケーション部４０が使用するリソースの空き状況を通知するリソース部５０と、リソース部５０により通知されたリソースの空き状況に基づいて、複数の変調方式から１つを選択し、当該選択された変調方式によるデータ送信を基地局へ要求するプロトコル部６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データレートが異なる複数の変調方式から１つを選択して基地局からデータの受信を行う無線通信装置であって、
アプリケーションを実行するアプリケーション部と、
前記アプリケーション部が使用するリソースの空き状況を通知するリソース部と、
前記リソース部により通知されたリソースの空き状況に基づいて、前記複数の変調方式から１つを選択し、当該選択された変調方式によるデータ送信を前記基地局へ要求するプロトコル部と、を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記プロトコル部は、前記リソース部により通知されるリソースの空き状況が所定の水準に近付くように、前記複数の変調方式から１つを選択する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記リソース部は、前記リソースの空き状況として、前記アプリケーション部の空き時間を、前記プロトコル部へ通知する請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記複数の変調方式は、誤り耐性が高いがデータレートが低い変調方式と、データレートが高いが誤り耐性が低い変調方式と、を含む２つ以上の変調方式である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記複数の変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれかを含む請求項４に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調方式によりデータ受信を行う無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の無線通信装置においては、データレートが異なる複数の変調方式が採用されているものがある。そして、これらは、無線通信装置と基地局との間の無線状態に応じて、所定時間ごとに、いずれの変調方式を用いるかを決定する適応変調方式を採用することが多い。通常、適応変調方式では、データレートが高いほど、誤り耐性が低くなるため、無線状態が良好であるほど、データレートが高い変調方式を用いるよう決定される。
【０００３】
また、この適応変調方式において、さらに通信の安定性を向上させる技術も提案されている。例えば、特許文献１では、無線状態のみならず、送信するデータ量に応じて変調方式を決定する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、受信データレートが高いと、無線通信装置におけるアプリケーションの処理能力によっては、受信したデータの処理が追いつかず、ビジー状態となる場合があった。この場合、受信できないデータパケットやビジーパケットにより、ネットワークの利用効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、アプリケーションの処理能力に応じて変調方式を決定し、無線通信装置およびネットワークの負荷を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線通信装置は、データレートが異なる複数の変調方式から１つを選択して基地局からデータの受信を行う無線通信装置であって、アプリケーションを実行するアプリケーション部と、前記アプリケーション部が使用するリソースの空き状況を通知するリソース部と、前記リソース部により通知されたリソースの空き状況に基づいて、前記複数の変調方式から１つを選択し、当該選択された変調方式によるデータ送信を前記基地局へ要求するプロトコル部と、を備える。
【０００８】
また、前記プロトコル部は、前記リソース部により通知されるリソースの空き状況が所定の水準に近付くように、前記複数の変調方式から１つを選択することが好ましい。
【０００９】
また、前記リソース部は、前記リソースの空き状況として、前記アプリケーション部の空き時間を、前記プロトコル部へ通知することが好ましい。
【００１０】
また、前記複数の変調方式は、誤り耐性が高いがデータレートが低い変調方式と、データレートが高いが誤り耐性が低い変調方式と、を含む２つ以上の変調方式であることが好ましい。
【００１１】
また、前記複数の変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれかを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アプリケーションの処理能力に応じて変調方式を決定し、無線通信装置およびネットワークの負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るアイドル時間の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る変調方式テーブルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプロトコル部の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る変調方式の多値数を下げる場合の処理例を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施形態に係る変調方式の多値数を上げる場合の処理例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態の一例について説明する。なお、本実施形態では、無線通信装置の一例として、携帯電話機１を説明する。なお、本発明の無線通信装置はこれには限られず、例えば、ＰＨＳやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の他、通信機能を備えたナビゲーション装置やパーソナルコンピュータ、さらには、これらに接続される通信モジュール等、様々な無線通信装置に適用可能である。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る携帯電話機１（無線通信装置）の外観斜視図である。なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話機の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話機の形態はこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）や、操作部と表示部とが１つの筐体に配置され、連結部を有さない形式（ストレートタイプ）でもよい。
【００１６】
携帯電話機１は、操作部側筐体２と、表示部側筐体３と、を備えて構成される。操作部側筐体２は、表面部１０に、操作部１１と、携帯電話機１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。操作部１１は、各種設定機能や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメールの文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。
【００１７】
また、表示部側筐体３は、表面部２０に、各種情報を表示するための表示部２１と、通話の相手側の音声を出力するレシーバ２２と、を備えて構成されている。
【００１８】
また、操作部側筐体２の上端部と表示部側筐体３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話機１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体２と表示部側筐体３とを折り畳んだ状態（折畳み状態）にしたりできる。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る携帯電話機１の機能を示すブロック図である。携帯電話機１は、操作部１１と、表示部２１と、制御部３０と、通信部３１と、アンテナ３２と、音声制御部３３と、メモリ部３４と、を備える。
【００２０】
制御部３０は、携帯電話機１の全体を制御しており、例えば、表示部２１、通信部３１、音声制御部３３等に対して所定の制御を行う。また、制御部３０は、操作部１１等から入力を受け付けて、各種処理を実行する。そして、制御部３０は、処理実行の際には、メモリ部３４を制御し、各種プログラムおよびデータの読み出し、およびデータの書き込みを行う。
【００２１】
通信部３１は、所定の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯等）で外部装置（基地局）と通信を行う。そして、通信部３１は、アンテナ３２より受信した信号を復調処理し、処理後の信号を制御部３０に供給し、また、制御部３０から供給された信号を変調処理し、アンテナ３２から外部装置に送信する。
【００２２】
音声制御部３３は、制御部３０の制御に従って、通信部３１から供給された信号に対して所定の音声処理を行い、処理後の信号をレシーバ２２に出力する。レシーバ２２は、音声制御部３３から供給された信号を外部に出力する。なお、この信号は、レシーバ２２に代えて、または、レシーバ２２と共に、スピーカ（図示せず）から出力されるとしてもよい。
【００２３】
また、音声制御部３３は、制御部３０の制御に従って、マイク１２から入力された信号を処理し、処理後の信号を通信部３１に出力する。通信部３１は、音声制御部３３から供給された信号に所定の処理を行い、処理後の信号をアンテナ３２より出力する。
【００２４】
メモリ部３４は、例えば、ワーキングメモリを含み、制御部３０による演算処理に利用される。また、本実施形態に係る各種プログラムや、後述の変調方式テーブルを記憶する。なお、メモリ部３４は、着脱可能な外部メモリを兼ねていてもよい。
【００２５】
また、制御部３０は、アプリケーション部４０と、リソース部５０と、プロトコル部６０と、を備え、それぞれが本実施形態に係る各種機能を担っている。
【００２６】
アプリケーション部４０は、メモリ部３４に記憶されている各種プログラムを実行する。このとき、アプリケーション部４０は、通信部３１を介してプロトコル部６０が受信したデータを、順次アプリケーション・プログラムに提供する。
【００２７】
リソース部５０は、制御部３０が使用するリソースの空き状況として、例えばアプリケーション部４０の処理状況を監視する。そして、リソース部５０は、アプリケーション部４０が処理を行っていない時間（アイドル時間）の割合を、周期的に（例えば、１秒ごと）プロトコル部６０へ通知する。
【００２８】
図３は、本実施形態に係るアイドル時間の測定方法を示す図である。アプリケーション部４０は、複数のタスク１、タスク２、およびタスク３を時分割により実行している。リソース部５０は、いずれのタスクも実行していない時間をタイマにより測定し、アイドル時間として取得する。
【００２９】
プロトコル部６０は、基地局との間の無線品質を判定し、基地局からデータを受信する際に使用する変調方式を取得する。具体的には、例えば、無線通信品質の指標として基地局からの受信電界強度を測定し、受信電界強度が強くエラー率が低いと判断されると、データレートの高い（多値数が大きい）変調方式を採用する。
【００３０】
さらに、プロトコル部６０は、リソース部５０から、アプリケーション部４０のアイドル時間に関する通知を受けると、変調方式を調整して決定する。プロトコル部６０は、決定した変調方式を基地局へ要求し、これにより基地局から送信されるデータの変調方式が変更される。なお、プロトコル部６０は、リソース部５０からの通知の有無にかかわらず、基地局への変調方式の要求は周期的に（例えば、５ｍ秒ごと）行う。
【００３１】
図４は、本実施形態に係る無線通信にて選択できる変調方式を規定した変調方式テーブルを示す図である。本実施形態では、多値数０〜５に対応して、それぞれＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭが規定されている。なお、変調方式の種類はこれには限られず、データレートの異なる２つ以上の変調方式であればよい。
【００３２】
ここで、多値数が小さいほど、送信データレートは低いが誤り耐性が高い。逆に、多値数が大きいほど、送信データレートは高いが誤り耐性が低い。すなわち、電波状態が良好で安定した通信が可能な場合には、多値数を大きくすることにより高速通信が可能である。ところが、受信データレートに制御部３０の処理が追いつかないと、受信データが破棄されたり、ビジー状態を通知する制御フレームが送信されたりすることで、制御部３０の処理負荷が高まると共に、ネットワークの利用効率が低下してしまう。そこで、プロトコル部６０は、以下の制御を行う。
【００３３】
図５は、本実施形態に係るプロトコル部６０の処理を示すフローチャートである。本処理では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の処理の空き時間が５０％〜７５％となるように変調方式を調整する。
【００３４】
ステップＳ１では、プロトコル部６０は、基地局との間の無線品質を判定し、通信のエラー率が一定以下を維持できる範囲で、データレートの高い変調方式を取得する。
【００３５】
ステップＳ２では、プロトコル部６０は、リソース部５０からアプリケーション部４０の空き時間（アイドル時間）の割合に関する通知があったか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、リソース部５０から周期的に通知されるアプリケーション部４０の空き状況を取得したので、ステップＳ３に移って変調方式の調整を行う。一方、判定がＮＯの場合は、ステップＳ１６に移る。
【００３６】
ステップＳ３では、プロトコル部６０は、ステップＳ２で取得した空き時間の割合が２５％以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ４に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ５に移る。
【００３７】
ステップＳ４では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間の割合が２５％以下で負荷が非常に大きいので、受信データレートを低くするため、変調方式テーブル（図４）における多値数を２段階下げる（例えば、８ＰＳＫからＢＰＳＫ）。
【００３８】
ステップＳ５では、プロトコル部６０は、ステップＳ２で取得した空き時間の割合が５０％以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ６に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ７に移る。
【００３９】
ステップＳ６では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間の割合が２５％よりも大きいが５０％以下で負荷が大きいので、受信データレートを低くするため、変調方式テーブル（図４）における多値数を１段階下げる（例えば、８ＰＳＫからＱＰＳＫ）。
【００４０】
ステップＳ７では、プロトコル部６０は、ステップＳ２で取得した空き時間の割合が７５％以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ８に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ９に移る。
【００４１】
ステップＳ８では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間の割合が５０％よりも大きいが７５％以下で適度となっているので、受信データレートを維持するため、変調方式を変更しない。
【００４２】
ステップＳ９では、プロトコル部６０は、ステップＳ２で取得した空き時間の割合が９０％以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ１０に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ１１に移る。
【００４３】
ステップＳ１０では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間の割合が７５％よりも大きいが９０％以下で余裕があるので、受信データレートを高くするため、変調方式テーブル（図４）における多値数を１段階上げる（例えば、８ＰＳＫから１６ＱＡＭ）。
【００４４】
ステップＳ１１では、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間の割合が９０％よりも大きく非常に余裕があるので、受信データレートを高くするため、変調方式テーブル（図４）における多値数を２段階上げる（例えば、８ＰＳＫから３２ＱＡＭ）。
【００４５】
ステップＳ１２では、プロトコル部６０は、ステップＳ３〜ステップＳ１１の条件分岐により決定された多値数が、変調方式テーブルに記憶された最大値（６４ＱＡＭに相当）より大きいか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ１３に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ１４に移る。
【００４６】
ステップＳ１３では、多値数が未定義の値となったので、プロトコル部６０は、変調方式テーブルにおける多値数を最大値とし、変調方式を６４ＱＡＭに設定する。
【００４７】
ステップＳ１４では、プロトコル部６０は、ステップＳ３〜ステップＳ１１の条件分岐により決定された多値数が、変調方式テーブルに記憶された最小値（ＢＰＳＫに相当）より小さいか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合はステップＳ１５に移り、判定がＮＯの場合はステップＳ１６に移る。
【００４８】
ステップＳ１５では、多値数が未定義の値となったので、プロトコル部６０は、変調方式テーブルにおける多値数を最小値とし、変調方式をＢＰＳＫに設定する。
【００４９】
ステップＳ１６では、リソース部５０から周期的に通知されるアプリケーション部４０の空き状況を取得していないので、プロトコル部６０は、変調方式を変更せず、ステップＳ１にて取得した変調方式に決定する。
【００５０】
図６は、本実施形態に係る変調方式の多値数を下げる場合の処理例を示すシーケンス図である。
【００５１】
リソース部５０は、周期的にアプリケーション部４０の空き時間を計測して、プロトコル部６０へ通知する。また、プロトコル部６０は、アプリケーション部４０の空き時間に応じて、周期的に変調方式（Ｍｏｄ（ｒ））を決定し、基地局へ要求を送信する。基地局は、携帯電話機１から次の要求があるまでの間、携帯電話機１へ送信するデータの変調方式（Ｍｏｄ（ｓ））を、要求された方式に変更して送信処理を継続する。
【００５２】
具体的には、Ｍｏｄ（ｒ）＝３２ＱＡＭの要求により、Ｍｏｄ（ｓ）＝３２ＱＡＭとなって、データレートの高い受信を行っていたが、リソース部５０によりアプリケーション部４０の負荷が大きくなったことが検出され、Ｍｏｄ（ｒ）＝１６ＱＡＭへ、Ｍｏｄ（ｒ）＝８ＰＳＫへと、次第にデータレートを低下させている。これに伴って、受信データをアプリケーション部４０へ提供する間隔は広がり、アプリケーション部４０の処理負荷は低減される。
【００５３】
図７は、本実施形態に係る変調方式の多値数を上げる場合の処理例を示すシーケンス図である。
【００５４】
プロトコル部６０は、図６と同様に、周期的に通知されるアプリケーション部４０の空き時間に応じて、変調方式（Ｍｏｄ（ｒ））を決定し、基地局へ要求を送信する。基地局は、携帯電話機１から次の要求があるまでの間、携帯電話機１へ送信するデータの変調方式（Ｍｏｄ（ｓ））を、要求された方式に変更して送信処理を継続する。
【００５５】
具体的には、Ｍｏｄ（ｒ）＝８ＰＳＫの要求により、Ｍｏｄ（ｓ）＝８ＰＳＫとなって、データレートの低い受信を行っていたが、リソース部５０によりアプリケーション部４０の負荷が小さくなり余裕があることが検出されると、Ｍｏｄ（ｒ）＝１６ＱＡＭへ、Ｍｏｄ（ｒ）＝３２ＱＡＭへと、次第にデータレートを上昇させている。これに伴って、受信データをアプリケーション部４０へ提供する間隔は狭まり、アプリケーション部４０によるデータ処理のスループットが向上することが期待できる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１  携帯電話機（無線通信装置）
１１  操作部
２１  表示部
３０  制御部
３１  通信部
３２  アンテナ
３３  音声制御部
３４  メモリ部
４０  アプリケーション部
５０  リソース部
６０  プロトコル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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